JPS62197812A - 無効電力補償用制御装置 - Google Patents
無効電力補償用制御装置Info
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- JPS62197812A JPS62197812A JP61039055A JP3905586A JPS62197812A JP S62197812 A JPS62197812 A JP S62197812A JP 61039055 A JP61039055 A JP 61039055A JP 3905586 A JP3905586 A JP 3905586A JP S62197812 A JPS62197812 A JP S62197812A
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- 230000010354 integration Effects 0.000 abstract description 6
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/30—Reactive power compensation
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、電力系統に接続された変動負荷、例えばア
ーク炉、溶接器、鉄鋼圧延設備などから発生する無効電
力を補償し、系統電圧の変動（フリッカ）を抑制するサ
イリスタ位相制御リアクトル式無効電力補償装置（以下
、単にＴＣＲとも云う。）を制御するための制御装置に
関する。
ーク炉、溶接器、鉄鋼圧延設備などから発生する無効電
力を補償し、系統電圧の変動（フリッカ）を抑制するサ
イリスタ位相制御リアクトル式無効電力補償装置（以下
、単にＴＣＲとも云う。）を制御するための制御装置に
関する。
第６図はこの種の補償システムの一般的な例を示す構成
図である。同図において、２ＶｉＴＣＲ１１はＴＣＦＬ
用制御装置、３はフィルタコンデンサ、４は負荷である
。かかるシステムでは系統、負荷。
図である。同図において、２ＶｉＴＣＲ１１はＴＣＦＬ
用制御装置、３はフィルタコンデンサ、４は負荷である
。かかるシステムでは系統、負荷。
ＴＣＲおよびフィルタコンデンサの各無効電力（ｖａｒ
）をそれぞれＱｓ 、 ＱＬ ＋ ＱＴＯＲおよびＱＯ
とするとき、 Ｑｓ ＝ ＱＩｌ＋ ＱＴＯＲ＋ Ｑｃ： ０なる関係
を満たすようにＴＣＦＬを制御して無効電力を補償し、
系統インピーダンスＸｓＫよる電圧降下を抑制する。こ
のとき、特に急峻な変動をするアーク炉のような負荷に
対しては、半サイクル毎に負荷の無効電力を予測してＴ
ＣＲを高速で制御することが必要である。
）をそれぞれＱｓ 、 ＱＬ ＋ ＱＴＯＲおよびＱＯ
とするとき、 Ｑｓ ＝ ＱＩｌ＋ ＱＴＯＲ＋ Ｑｃ： ０なる関係
を満たすようにＴＣＦＬを制御して無効電力を補償し、
系統インピーダンスＸｓＫよる電圧降下を抑制する。こ
のとき、特に急峻な変動をするアーク炉のような負荷に
対しては、半サイクル毎に負荷の無効電力を予測してＴ
ＣＲを高速で制御することが必要である。
＠４図は無効電力補償用制御装置の従来例を示すブロッ
ク図、第５図はその動作説明図である。
ク図、第５図はその動作説明図である。
ＷＪ４図の１１ｇはサンプルホールド回路で、第５図（
イ）に示される如き負荷電流ＩＬの零点で系統電圧ｅの
サンプルを行なうが、この値は第５図（ロ）の如＜Ｅｓ
１ｎψ（Ｅ：系統電圧実効値、ψ：力率角）となる。１
２は積分器で、第５図（ハ）の如く負荷電流零点より積
分期間θｉの間積分を行なう。この積分値ｆｌｉＬｄθ
は、負荷電流１１が正弦波に近い時はその実効値に比
例する。従って、掛算器１３でこれらの値を掛は合わせ
ると、−負荷の無効電力Ｑｐ となり（第５図（ニ）ε照）、θｉの時点でこの値をサ
ンプルホールド回路１１ｂで第５図（ホ）の如くサンプ
ルするととくより、負荷の無効電力予測値を得ることが
できる。１４Ｆｉ補償特性調節回路で、得られた無効電
力ＱＬの予測値に対して補償感度などの補償特性を決定
するための回路であり、その出力に従ってパルス発生器
１５で所望の制御位相の点弧信号ｇ（第５図（へ）参照
）を得るように構成されている。
イ）に示される如き負荷電流ＩＬの零点で系統電圧ｅの
サンプルを行なうが、この値は第５図（ロ）の如＜Ｅｓ
１ｎψ（Ｅ：系統電圧実効値、ψ：力率角）となる。１
２は積分器で、第５図（ハ）の如く負荷電流零点より積
分期間θｉの間積分を行なう。この積分値ｆｌｉＬｄθ
は、負荷電流１１が正弦波に近い時はその実効値に比
例する。従って、掛算器１３でこれらの値を掛は合わせ
ると、−負荷の無効電力Ｑｐ となり（第５図（ニ）ε照）、θｉの時点でこの値をサ
ンプルホールド回路１１ｂで第５図（ホ）の如くサンプ
ルするととくより、負荷の無効電力予測値を得ることが
できる。１４Ｆｉ補償特性調節回路で、得られた無効電
力ＱＬの予測値に対して補償感度などの補償特性を決定
するための回路であり、その出力に従ってパルス発生器
１５で所望の制御位相の点弧信号ｇ（第５図（へ）参照
）を得るように構成されている。
しかしながら、このような制御装置によれば、負荷電流
が正弦波形に近い場合は予測精度が高いが、アーク炉の
ように高調波が多く含まれた負荷電流の場合は予測の誤
差が大きくなるという欠点がある。
が正弦波形に近い場合は予測精度が高いが、アーク炉の
ように高調波が多く含まれた負荷電流の場合は予測の誤
差が大きくなるという欠点がある。
第６図はこれを説明するためのもので、電流零付近（θ
１の期間）での波形歪が大きいと予測誤差が大きくなり
、この例では電流積分値が大きく検出されるため、実際
のＩＬの基本波実効値よりＩ。
１の期間）での波形歪が大きいと予測誤差が大きくなり
、この例では電流積分値が大きく検出されるため、実際
のＩＬの基本波実効値よりＩ。
予測値が大きくなってしまう場合を示している。
なお、波形のひずみかたによって、逆のケースが生じる
ことは云う迄もない。
ことは云う迄もない。
したがって、この発明はこのような波形歪による負荷無
効電力の予測誤差を低減し、予測精度の、高い制御装置
を提供することを目的とする。
効電力の予測誤差を低減し、予測精度の、高い制御装置
を提供することを目的とする。
負荷電流の零点でサンプリングされた系統電圧値と負荷
電流の零点からの連続積分値とを掛算して第１の関数を
得る第１の演算回路と、補償装置の無効電力に関係する
位相制御角βの関数ｆ（β）に対し負荷電流の零点を基
準にして発生する（１−ｃｏｓθ）なる関数を掛算して
第２の関数を得る第２の演算回路とを設ける。
電流の零点からの連続積分値とを掛算して第１の関数を
得る第１の演算回路と、補償装置の無効電力に関係する
位相制御角βの関数ｆ（β）に対し負荷電流の零点を基
準にして発生する（１−ｃｏｓθ）なる関数を掛算して
第２の関数を得る第２の演算回路とを設ける。
この発明は、負荷電流零点からの一定期間θｉの負荷電
流積分値に基づいて負荷無効電力を予測するのをやめ、
サイリスタを制御する直前までの負荷電流積分値に基づ
き予測を行なうようにすることにより、負荷電流に含ま
れる高調波成分を平均化し、予測精度を向上するように
したものである。点弧信号を得る方法が従来例と大幅に
異なり、負荷電流の連続積分値に関係した関数と、サイ
リスタの制御位相角に関係した関数とをつくり、両者を
比較することにより、ＴＣＦＬの制御条件を満足するよ
うな制御位相の点弧信号を発生させるもので、これＫよ
り、サイリスタの制御直前までの負荷電流積分値がサイ
リスタの制御に活用されることに７にって高調波による
影響が低減され、予測精度が向上することになる。
流積分値に基づいて負荷無効電力を予測するのをやめ、
サイリスタを制御する直前までの負荷電流積分値に基づ
き予測を行なうようにすることにより、負荷電流に含ま
れる高調波成分を平均化し、予測精度を向上するように
したものである。点弧信号を得る方法が従来例と大幅に
異なり、負荷電流の連続積分値に関係した関数と、サイ
リスタの制御位相角に関係した関数とをつくり、両者を
比較することにより、ＴＣＦＬの制御条件を満足するよ
うな制御位相の点弧信号を発生させるもので、これＫよ
り、サイリスタの制御直前までの負荷電流積分値がサイ
リスタの制御に活用されることに７にって高調波による
影響が低減され、予測精度が向上することになる。
負荷無効電力を補償するためのＴＣＲの制御関係式は、
次式の如く表わされる。
次式の如く表わされる。
ここで、一般Ｋ Ｋ−ＱＴｏｕｕ（ＴＣＲの定格無効
電力）と選ばれるので、 ・・・・・・（２） となる。
電力）と選ばれるので、 ・・・・・・（２） となる。
また、ＩＬの基本波成分を考えると、その積分値は
となる。
従って、ＱＬは次式で表わされる。
一方、ＱＴＯＲは電圧零点から９０°の位相を起点とす
る制御角βで表わすと、次式の如くなる。
る制御角βで表わすと、次式の如くなる。
２β＋５ｉｎ２β
π
・・・・・・（６）
但し、βｍｌ。は最小制御位相角で、この位相でＴＣＲ
は定格の無効電力を発生する。
は定格の無効電力を発生する。
（５）、（６）式を（２）式に代入すると、π
・・・・・・（７）
が得られる。
と工で、両辺Ｋ （１−ｃｏｓθ）を掛けると、−ｆ（
β）ｘ（１−ｃｏｓθ） ・・−
・−（８）但し、 π となる。そこで、左辺および右辺の２つの関数を作り、
それらの交点を求めれば上記（８）式を満足するＴＣＲ
の制御位相となる。
β）ｘ（１−ｃｏｓθ） ・・−
・−（８）但し、 π となる。そこで、左辺および右辺の２つの関数を作り、
それらの交点を求めれば上記（８）式を満足するＴＣＲ
の制御位相となる。
第１図はこの発明の実施例を示す構成図で、以上の如き
演算を具体的に実現するためのものである。また、第２
図はその動作を説明するための各部波形図である。
演算を具体的に実現するためのものである。また、第２
図はその動作を説明するための各部波形図である。
第１図において、１１はサンプルホールド回路で、ｌ
Ｌ −０の時点でＥｓ１ｎψの唾を第２図（ロ）の如く
サンプルし、その値と積分器１２から出力される第２図
（ハ）の如きＩＬの連続積分値を得る。また、１６はＱ
Ｌの非変動成分ＱＬＯの設定を行なう電圧設定器で、こ
の値とＩ−Ｌ−０より（ｉ−ｃｏｓθ）の関数を発生す
る関数発生器１７の出力とを掛算器１３ｂで掛算し、Ｑ
ＬＯＸ （１−ｃｏｓθ）（信号ｉ）を得（第２図（ホ
）参照）、減算器１９で信号Ｃから信号ｌを引き算した
後、補償感度調整器２０で補償感度ＫＦ倍に増幅し、（
８）式の左辺に相当する信号Ｊｆｉ−第２図（ト）の如
く得ている。一方、１日はβｍｉｎの時点からｆ（β）
の関数を発生する関数発生器で、この出力と（１−ｃｏ
ｓθ）関数発生器１７の出力を掛算器１３ｃで掛は合わ
せ、（８）式の右辺に相当する信号ｔを得、さらに信号
ｊおよび信号ｔはコンパレータ２１で比較され、両者の
交点で第２図（チ）の如きパルスｇを作ることにより、
（８）式の関係式を満足する位相の点弧信号を得るよう
にする。
Ｌ −０の時点でＥｓ１ｎψの唾を第２図（ロ）の如く
サンプルし、その値と積分器１２から出力される第２図
（ハ）の如きＩＬの連続積分値を得る。また、１６はＱ
Ｌの非変動成分ＱＬＯの設定を行なう電圧設定器で、こ
の値とＩ−Ｌ−０より（ｉ−ｃｏｓθ）の関数を発生す
る関数発生器１７の出力とを掛算器１３ｂで掛算し、Ｑ
ＬＯＸ （１−ｃｏｓθ）（信号ｉ）を得（第２図（ホ
）参照）、減算器１９で信号Ｃから信号ｌを引き算した
後、補償感度調整器２０で補償感度ＫＦ倍に増幅し、（
８）式の左辺に相当する信号Ｊｆｉ−第２図（ト）の如
く得ている。一方、１日はβｍｉｎの時点からｆ（β）
の関数を発生する関数発生器で、この出力と（１−ｃｏ
ｓθ）関数発生器１７の出力を掛算器１３ｃで掛は合わ
せ、（８）式の右辺に相当する信号ｔを得、さらに信号
ｊおよび信号ｔはコンパレータ２１で比較され、両者の
交点で第２図（チ）の如きパルスｇを作ることにより、
（８）式の関係式を満足する位相の点弧信号を得るよう
にする。
この発明によれば、はの積分期間をＩ Ｌ −０から一
定期間に限定するのをやめて連続的に積分を行ない、サ
イリスタ制御する直前までの積分値に基づいてＴＣＲの
制御条件を満足する点弧信号を得る↓うに構成したため
、負荷電流に含まれる高調波の影響が緩和され、その結
果、負荷無効電力の予測精度を大幅に向上させることが
できる利点がもたらされる。
定期間に限定するのをやめて連続的に積分を行ない、サ
イリスタ制御する直前までの積分値に基づいてＴＣＲの
制御条件を満足する点弧信号を得る↓うに構成したため
、負荷電流に含まれる高調波の影響が緩和され、その結
果、負荷無効電力の予測精度を大幅に向上させることが
できる利点がもたらされる。
第１図はこの発明の実施例を示す構成図、第２図はその
動作を説明するための各部波形図、第６図は無効電力補
償システムの一般的な例を示す構成図、第４図は無効電
力補償用制御装置の従来例を示すブロック図、第５図は
その動作を説明するための各部彼形図、第６図は波形歪
による無効電力予測誤差を説明するための説明図である
。 符号説明 １・・・・・・無効電力補償用制御装置、２・・・・・
・無効電力補償装置（ＴＣＲ）、３・・・・・・フィル
タコンデンサ、４・・・・・・負荷、１１．１１ａ、１
１ｂ・・・・・・サンプルホールド回路、１２・・・・
・・積分器、１３ 、１．５３、ｊ３ｂ、’Ｉ５ｃ・・
・・・・掛算器、１４・・・・・・補償特性副部回路、
１５・・・・・・パルス発生器、１６・・・・・・電圧
設定器、１７．１８・・・・・・関数発生器、１９・・
・・・減算器、２０・・・・・・補償感度調整器、２１
・・・・・コンパレータ。 代理人 弁理士 並 木 昭 夫 代理人 弁理士 松 崎 清 第１図 第２図 山−−−一一−−一−−一辷−−−一一第３図 第４図 第５図 第６図 予、ｗＩ値
動作を説明するための各部波形図、第６図は無効電力補
償システムの一般的な例を示す構成図、第４図は無効電
力補償用制御装置の従来例を示すブロック図、第５図は
その動作を説明するための各部彼形図、第６図は波形歪
による無効電力予測誤差を説明するための説明図である
。 符号説明 １・・・・・・無効電力補償用制御装置、２・・・・・
・無効電力補償装置（ＴＣＲ）、３・・・・・・フィル
タコンデンサ、４・・・・・・負荷、１１．１１ａ、１
１ｂ・・・・・・サンプルホールド回路、１２・・・・
・・積分器、１３ 、１．５３、ｊ３ｂ、’Ｉ５ｃ・・
・・・・掛算器、１４・・・・・・補償特性副部回路、
１５・・・・・・パルス発生器、１６・・・・・・電圧
設定器、１７．１８・・・・・・関数発生器、１９・・
・・・減算器、２０・・・・・・補償感度調整器、２１
・・・・・コンパレータ。 代理人 弁理士 並 木 昭 夫 代理人 弁理士 松 崎 清 第１図 第２図 山−−−一一−−一−−一辷−−−一一第３図 第４図 第５図 第６図 予、ｗＩ値
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）電力系統に接続された変動負荷が発生する無効電力
を補償し電圧変動を抑制するサイリスタ位相制御式無効
電力補償装置を制御するための制御装置であつて、 負荷電流の零点でサンプリングされた系統電圧値と負荷
電流の零点からの連続積分値とを掛算して第１の関数を
得る第１の演算回路と、 前記補償装置の無効電力に関係する位相制御角βの関数
ｆ（β）に対し負荷電流の零点を基準にして発生する（
１−ｃｏｓθ）なる関数を掛算して第２の関数を得る第
２の演算回路と、 を備え、 前記第１関数と第２関数とを比較し両者が等しくなつた
とき前記サイリスタを点弧するための点弧信号を発する
ことを特徴とする無効電力補償用制御装置。 ２）特許請求の範囲第１項に記載の無効電力補償用制御
装置において、前記第２の関数と比較される関数を負荷
の非変動成分に相当する一定値に前記（１−ｃｏｓθ）
なる関数を掛算して得られる量を前記第１の関数から引
き算して得ることを特徴とする無効電力補償用制御装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61039055A JPH0625953B2 (ja) | 1986-02-26 | 1986-02-26 | 無効電力補償用制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61039055A JPH0625953B2 (ja) | 1986-02-26 | 1986-02-26 | 無効電力補償用制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62197812A true JPS62197812A (ja) | 1987-09-01 |
| JPH0625953B2 JPH0625953B2 (ja) | 1994-04-06 |
Family
ID=12542442
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61039055A Expired - Lifetime JPH0625953B2 (ja) | 1986-02-26 | 1986-02-26 | 無効電力補償用制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0625953B2 (ja) |
-
1986
- 1986-02-26 JP JP61039055A patent/JPH0625953B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0625953B2 (ja) | 1994-04-06 |
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